Аптычны ўзмацняльніксерыя: Уводзіны ў паўправадніковы аптычны ўзмацняльнік
Паўправадніковы аптычны ўзмацняльнік(SOA) — гэта аптычны ўзмацняльнік на аснове паўправадніковага асяроддзя. Ён па сутнасці падобны на валаконна-звязаную паўправадніковую лазерную трубку, у якой тарцавое люстэрка заменена антыблікавай плёнкай; для далейшага зніжэння тарцавой адбівальнай здольнасці можна выкарыстоўваць нахіленыя хваляводы. Сігнальнае святло звычайна перадаецца праз паўправадніковы аднамодавы хвалявод з папярочным памерам 1-2 мкм і даўжынёй прыблізна 0,5-2 мм. Мода хвалявода значна перакрываецца з актыўнай (узмацняльнай) вобласцю, якая накачваецца токам. Інжэкцыйны ток генеруе пэўную шчыльнасць носьбітаў у зоне праводнасці, што дазваляе аптычныя пераходы з зоны праводнасці ў валентную зону. Максімальнае ўзмацненне назіраецца пры энергіях фатонаў крыху вышэйшых за энергію забароненай зоны.
Прынцып працы паўправадніковага аптычнага ўзмацняльніка
Паўправадніковыя аптычныя ўзмацняльнікі (SOA) узмацняюць падаючыя светлавыя сігналы праз вымушанае выпраменьванне, і іх механізм такі ж, як і ў паўправадніковых лазераў.Аптычны ўзмацняльнік SOA— гэта проста паўправадніковы лазер без зваротнай сувязі, і яго аснова заключаецца ў атрыманні аптычнага ўзмацнення шляхам змены колькасці часціц пры аптычнай або электрычнай накачцы паўправадніковага аптычнага ўзмацняльніка.
ТыпыАптычны ўзмацняльнік SOA Semiconductor
У залежнасці ад ролі, якую адыгрывае SOA ў кліенцкіх сістэмах, іх можна падзяліць на чатыры катэгорыі: паслядоўны SOA, узмацняльны SOA, камутаваны SOA і папярэдні ўзмацняльнік.
1. Прамая ўстаўка: больш высокі каэфіцыент узмацнення, умераны Psat; ніжэйшы NF і ніжэйшы PDG, звычайна звязаны з незалежнай ад палярызацыі SOA.
2. Узмацняльнік: вышэйшы Psat, ніжэйшы ўзмацняльнік, звычайна залежыць ад палярызацыі;
3. Пераключальнік: больш высокі каэфіцыент згасання і хутчэйшы час нарастання/спаду;
4. Папярэдні ўзмацняльнік: падыходзіць для большай адлегласці перадачы, ніжэйшага каэфіцыента шуму і больш высокага каэфіцыента ўзмацнення.
Перавагі аптычнага ўзмацняльніка SOA Semiconductor
Аптычны ўзмацненне, якое забяспечваецца SOA ў межах паласы прапускання, адносна не залежыць ад даўжыні хвалі падаючага аптычнага сігналу.
Падайце ток у выглядзе ўзмоцненага сігналу накачкі, а не аптычнай накачкі.
Дзякуючы кампактным памерам, SOA можа быць інтэграваны з некалькімі хваляводнымі фатоннымі прыладамі на адной плоскай падкладцы.
4. Яны выкарыстоўваюць тую ж тэхналогію, што і дыёдныя лазеры.
SOA можа працаваць у спектральных дыяпазонах сувязі 1300 нм і 1550 нм, з больш шырокай паласой прапускання (да 100 нм).
6. Іх можна наладзіць і інтэграваць для выкарыстання ў якасці папярэдніх узмацняльнікаў на канцы аптычнага прыёмніка.
SOA можа быць выкарыстаны ў якасці простага лагічнага элемента ў аптычных сетках WDM.
Абмежаванні аптычнага ўзмацняльніка SOA Semiconductor
SOA можа забяспечваць выходную аптычную магутнасць да дзясяткаў міліват (мВт), чаго звычайна дастаткова для працы ў адным канале валаконна-аптычных каналаў сувязі. Аднак сістэмы WDM могуць патрабаваць да некалькіх мВт магутнасці на канал.
2. З-за таго, што падключэнне ўваходных аптычных валокнаў да інтэграваных мікрасхем SOA і з іх часта прыводзіць да страты сігналу, SOA павінен забяспечваць дадатковае аптычнае ўзмацненне, каб мінімізаваць уплыў гэтых страт на ўваходныя/выхадныя аспекты актыўнай вобласці.
SOA вельмі адчувальны да палярызацыі ўваходных аптычных сігналаў.
4. Яны генеруюць больш высокі ўзровень шуму ў актыўных асяроддзях, чым валаконныя ўзмацняльнікі.
Калі ў праграмах WDM па меры неабходнасці ўзмацняецца некалькі аптычных каналаў, SOA выкліча сур'ёзныя перакрыжаваныя перашкоды.
Час публікацыі: 24 лютага 2025 г.